第05节裂变和聚变.pptx

核裂变、核聚变,大亚湾核电站,蘑菇云,链式反应,问题一：1.什么叫核裂变？什么叫链式反应？2.链式反应能自发的进行吗？3.核裂变过程中是吸收能量还是放出能量？,1.定义：物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做核裂变,一、核裂变,核裂变,2.铀核的裂变,（1）铀核裂变的产物是多种多样的,（2）一种典型的反应是裂变为钡和氪，同时放出三个中子,（3）链式反应：,重核裂变，释放出的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，也就是裂变的链式反应,（4）临界体积：使裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。,链式反应,例1.一个铀235原子俘获一个中子后，裂变为和，同时放出中子(1)写出核反应方程并计算出一个铀核裂变时释放的核能已知mU3.901810-25kgmXe=2.256010-25kg,mSr1.492410-25kgmn1.674410-27kg(2)计算1kg铀完全裂变释放出的能量。,解（1）核反应方程为：,质量亏损为：,一个铀核裂变时释放的核能,（2）1kg铀中含有的铀核个数,（个）,1kg铀裂变释放的能量：,六中一年耗电量大约400000度，1kg铀核全部裂变，可以供学校用10年,原子弹,“邱小姐”，TNT当量2.2万吨，试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压，致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上形成一个巨大的弹坑,中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云,问题二.1.什么叫核聚变？2.核聚变过程中是吸收能量还是放出能量？3.核聚变为什么叫热核反击？4.核聚变目前有哪些应用？,1.定义：物理学中把两个轻核结合成质量较大的核，叫做核聚变,二、核聚变,核聚变,让DE变成F，核子平均重量变小，根据质能方程应释放核能。例如：,2.核聚变的条件：,使原子核间的距离达到10-15m,3.实现的方法:,把原子核加热到很高的温度108109K,聚变反应又叫热核反应,热核反应一旦发生，就不在需要能量，自身产生的热量就会使反应继续下去。,4.核聚变的应用氢弹,5.自然界中的核聚变太阳的核燃烧,例2.氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：式中X是某种粒子已知：、和粒子X的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速由上述反应方程和数据可知，粒子x是_，该反应释放出的能量为_MeV（结果保留3位有效数字）,【解析】由核反应电荷数和质量数（核子数）守恒可知X的电荷数为0，质量数为1，释放的能量为（2.0141+3.0161-4.0026-1.0087）931.5MeV=17.6MeV.【答案】中子（）17.6,质量亏损与核能计算根据核反应方程，计算核反应前后质量亏损m根据爱因斯坦质能方程Emc2计算核能单位：m千克或u，E焦耳或MeV单位换算:1u=1.660610-27Kg，1eV=1.610-19JEmc2=931.5MeV，1MeV=1.610-13J,规律方法技巧,秦山核电站,三、核电站核能的可控释放,问题三.1.核电站的组成有哪些？2.核电站有哪些优点？,（1）核电站的核心设施是：核反应堆,（2）核电站发电的优点(1)消耗的核燃料少，一座百万千瓦级的核电站，一年只消耗浓缩铀30t左右，而同样功率的火电站每年要消耗250万吨优质煤(2)作为核燃料的铀、钍等在地球上可采储量大(3)对环境的污染要比火力发电小,问题四：1.聚变与裂变相比有哪些优点？2.利用聚变核能有什么困难？怎样解决？,四、可控热核反应,1.聚变与裂变相比有很多优点(1)轻核聚变产能效率高(2)地球上聚变燃料的储量丰富(3)轻核聚变更为安全、清洁,2.在地球上利用聚变核能的困难,解决办法：磁约束和惯性约束,地球上没有任何容器能够经受核聚变的高温.,练习1.核电站的核能来源于核的裂变下列说法中正确的是（）A.原子核中有92个质子，143个中子B.是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短C.反应后的核废料已不具有放射性，不需要进一步处理D.一个核裂变的质量亏